Издательство «Бомбора» представляет книгу Саймона Кинга и Клэр Насир «Чем пахнет дождь? Ясные ответы на туманные вопросы о климате и погоде» (перевод Александра Коробейникова).
Саймон Кинг и Клэр Насир знают о погоде всё — и спешат поделиться с читателями интересными историями о дожде и снеге, ветрах и облаках, об удивительной радуге и о внушающих ужас смерчах и торнадо. Книга расскажет всё о климате на Земле и в космосе и сделает привычные разговоры о погоде по-настоящему увлекательными и интересными.
Предлагаем прочитать фрагмент главы «Циклоны, ураганы и торнадо».
Возможно, вы видели спутниковые изображения крупных бурь с очень отчетливыми центрами — так называемыми глазами бури. Проносясь над землей, они оставляют за собой множество разрушений. На изображении, которое вы видели, мог быть ураган, циклон или тайфун — все они на самом деле выглядят одинаково. Более того, по сути всё это одно и то же: погодные системы, которые могут порождать ливневые дожди и ветер с устойчивой скоростью в сердцевине бури как минимум 33 м/с. В метеорологии мы называем такие системы тропическими циклонами; как следует из их названия, они образуются в тропиках и формируются совершенно одинаково: тропическая депрессия (зона пониженного давления) усиливается до тропической бури, а затем может потенциально стать тропическим циклоном. Все они ведут себя примерно одинаково — так в чем же разница? Оказывается, дело в географии.
Ураганы — это тропические циклоны, которые образуются в Атлантическом океане или в восточной части Тихого. Они оказывают воздействие прежде всего на Карибский регион, Центральную Америку и США. Официально сезон ураганов длится с июня до конца ноября, период наибольшей активности — конец августа и сентябрь. В это время отмечается значительная разница температур между теплой поверхностью океана и воздухом наверху. Когда тропическая система официально получает статус бури, ей дается имя, официально одобренное советом Всемирной метеорологической организации — органом, отвечающим за все названия тропических циклонов. Существует шесть списков имен, которые сменяют друг друга каждые шесть лет и начинаются с буквы А, притом мужские и женские имена чередуются, а буквы Q, U, X, Y и Z пропускают.
Согласно данным Национального центра ураганов в Майами, среднее число поименованных тропических бурь — 10 в год, при этом в среднем шесть из них становятся ураганами, а 2–3 — мощными ураганами (с максимальной устойчивой скоростью ветра выше 50 м/с). Самый мощный в истории наблюдений ураган — Патрисия, возникший в восточной части Тихого океана в октябре 2015 года. В пиковый период давление в его центральной части составляло 872 миллибара, а максимальная устойчивая скорость ветра превышала 96 м/с. Ураган Патрисия нанес удар по западу Мексики, причинив ущерб на 460 миллионов долларов.
Тайфуны — это тропические циклоны, возникающие в западной части Тихого океана. Они могут оказывать воздействие на множество стран: от Индонезии и Филиппин до Китая, Тайваня и Японии. Хотя тайфуны могут формироваться в любое время года, обычно они возникают в период с мая по октябрь, а чаще всего — в августе. Разрушительному воздействию ураганов подвержена вся Юго-Восточная Азия, однако больше всего страдает от них север Филиппин (северная и центральная часть острова Лусон). Тайфуны возникают так же, как ураганы: тропическая депрессия в западной части Тихого океана развивает устойчивую скорость ветра до 17 м/с и становится тропической бурей, после чего получает название. Региональный специализированный метеорологический центр в Японии определяет наименование тайфуна, но сами имена изначально обсуждаются всеми странами, которым тайфуны угрожают.
Самый мощный тайфун за всю историю наблюдений — супертайфун Хайян. В 2013 году он опустошил Филиппины; погибли более 6000 жителей. В пиковый период этого тайфуна устойчивая скорость ветра доходила до 87 м/с. Как и в случае с большинством тропических циклонов, основные разрушения причинил не ветер, а штормовые приливы, вызывавшие масштабные наводнения. Так, в городе Таклобане многие здания просто смыло — разрушено было около 90 % города.
Циклоны рождаются в тропической циклонной системе, сформировавшейся в Индийском океане. Они оказывают воздействие на Австралазию[1] на востоке и Мадагаскар на западе. Системы, сформированные в Бенгальском заливе и действующие на Шри-Ланку и Индию, как и те, что образуются в Аравийском море и воздействуют на некоторые страны Персидского залива, тоже проходят в метеорологии как циклоны. Отслеживанием и прогнозированием циклонов в районе Австралазии занимается Австралийское метеорологическое бюро, и оно же именует циклонную систему, после того как она становится тропической бурей. Сезон циклонов в Австралии длится с ноября по апрель, в год их обычно около 13. Лишь половина из них сильные, а некоторые и вовсе не достигают земли.
Ураганы и тайфуны образуются в Северном полушарии и вращаются против часовой стрелки из-за силы Кориолиса. Циклоны, образующиеся в Индийском океане, вращаются так же. Однако циклоны южного полушария, действующие в Австралазии, вращаются по часовой стрелке. Самый мощный циклон за историю наблюдений — BOB 06 (название дано Индийской метеорологической службой), возникший на севере Индийского океана и обрушившийся в 1999 году на штат Одишана северо-востоке Индии. Он был классифицирован как очень сильный циклон, максимальная устойчивая скорость ветра составляла 72 м/с, а штормовая волна высотой 5–6 метров захлестывала на 30 километров вглубь штата. Вода полностью затопила многие города и села, погибли более 10 тысяч жителей, общий ущерб составил более 4 миллиардов долларов.
Формирование тропического циклона: три ингредиента
Мы уже отмечали, что ураганы, тайфуны и циклоны — это один и тот же тип бури, все они могут быть отнесены к «тропическим циклонам». Мощнейшие из них могут вызывать масштабные разрушения, если придутся на сушу и населенные районы, так что очень важно, чтобы метеорологи смогли заранее предупредить о возможном их наступлении. Понимание структуры, развития и жизненного цикла тропических циклонов необходимо для формирования четких инструкций по борьбе с их возможным воздействием, и это понимание нужно начинать формировать уже в момент зарождения циклона.
Давайте же проследим за образованием урагана. Сентябрь, пик сезона ураганов — и мы начинаем свое путешествие в Сомали. Примерно в 3 километрах вверх от нас африканское восточное струйное течение движется с востока на запад на скорости около 50 км/ч. День жаркий, что создает значительные восходящие потоки, и движение воздуха в струйном течении слегка отклоняется. Это тропическая волна — возмущение атмосферы, по которому можно судить о последующих событиях. Возмущение атмосферы нарастает по мере того, как течение движется над Африкой, вызывая сильные грозы. Это первый ингредиент.
Теперь мы уже в Кот-д’Ивуаре, и здесь очень влажно из-за проливных дождей, сопровождаемых молниями и громом. Велик и риск наводнения. Грозы начинают сливаться друг с другом, теперь волна получает статус «тропической депрессии» (организованной области низкого давления). Тропическая депрессия, движимая восточным ветром, отходит от западного побережья Африки и начинает пересекать открытые воды восточной Атлантики. Сейчас могут быть два пути развития событий. Если температура поверхности воды ниже 26 °C, тропическая депрессия начнет ослабевать и в итоге закончится. Однако, если температура выше 26 °C, то у нас есть второй ингредиент. Это критическая температура, которая дает достаточно энергии для дальнейшего развития тропической депрессии.
Теперь она движется через центральную часть Атлантического океана под воздействием восточного ветра и с небольшим дополнительным ускорением, которое придает ей вращение Земли. Посмотрим, как ведет себя в атмосфере в области нашей тропической депрессии ветер. В особенности нас интересует изменение скорости и направления ветра с высотой — так называемый ветровой сдвиг. Сильный ветровой сдвиг попросту разорвет нашу тропическую депрессию, ослабляя уже образовавшийся было полноценный ураган. Однако если ветровой сдвиг отсутствует или незначителен, его развитие продолжается. Это наш третий ингредиент. Когда скорость поверхностного ветра устанавливается выше 17 м/с, явление получает статус «тропической бури». Именно в этот момент ему дается имя.
Чтобы тропическая буря продолжала движение в западном направлении, температура поверхности океана должна оставаться выше 26 °C, а ветровой сдвиг в атмосфере — незначительным. Кроме того, подобные бури не любят пыль: она может замедлить их дальнейшее продвижение. Наличие пыли и песка, захваченных в Сахаре и вынесенных ветрами на много километров в море, разрушает структуру бури и лишает ее потенциала для дальнейшего развития. Эта взвешенная пыль создает сухой и горячий слой, известный как Сахарский воздушный слой.
Итак, все необходимые ингредиенты по-прежнему на месте, так что наша тропическая буря продолжает усиливаться, и когда скорость поверхностных ветров превысит 33 м/с, можно будет считать, что полноценный ураган сформирован. Теперь нам надо обратиться к шкале Саффира — Симпсона для характеристики потенциального ущерба от этого урагана. Варианты этой шкалы впервые использовались еще в 1960–1980-е годы. Она описывает интенсивность и возможный ущерб от погодных явлений. В расчет берутся давление в центре урагана, скорость ветра и потенциальная штормовая волна, однако в последнее время единственный критерий оценки и присвоения урагану категории — максимальная устойчивая скорость ветра, от 1 (самая низкая) до 5 (самая высокая).
Что происходит, когда ураганы отклоняются от своего пути?
Большинство ураганов начинают свой путь в качестве тропических депрессий или бурь в районе островов Зеленого Мыса у побережья Западной Африки. Если условия для образования тропической бури подходящие, она направится на запад через Атлантический океан под воздействием преобладающих в этих широтах восточных пассатов. Эти пассаты, как правило, продолжают гнать тропическую бурю (а затем и образовавшийся из нее ураган) дальше на запад через океан.
Глобальный ветровой режим не только приводит к появлению знаменитых пассатов, но и формирует большие области высокого и низкого давления. Например, субтропический Азорский антициклон на востоке Атлантического океана — почти постоянно действующая зона высокого давления. Ветры дуют по часовой стрелке вокруг сравнительно тихого центра этой зоны, направляя бури вовне. Более того, многие более мелкие системы низкого давления захватываются южным флангом потока этой мощной системы высокого давления, которая тянется через Атлантику вплоть до Бермудских островов.
Точное местоположение Азорского антициклона может сильно повлиять на пути бурь и ураганов на севере Атлантики. Если антициклон достаточно слаб и не доходит до крайнего запада, ураган все равно пройдет по его краям, но, скорее всего, отклонится на север гораздо раньше обычного и направится в воды Северной Атлантики, где не будет угрожать никакой обитаемой земле. Мы называем такие бури «рыбными штормами». Таким образом, метеорологи тщательно изучают дислокацию субтропического антициклона, поскольку если он обосновался в центре Атлантического океана, то это сулит очень активный сезон ураганов.
Субтропический антициклон показывает общее направление маршрута, по которому может проследовать буря или ураган, однако его точный маршрут будет зависеть и от других погодных и ветровых систем, которые будут действовать в это время и над Атлантическим океаном, и даже над Северной Америкой. На направление бури воздействие оказывают также теплые моря.
Как только бури и ураганы отклоняются сначала к северу, а затем к северо-востоку, вдоль периферии субтропического циклона, они обычно оказываются в средних широтах и начинают возвращение в центральные области океана. Именно на этом этапе они постепенно утрачивают ингредиенты и характеристики, которые и дали право считать их тропическими бурями, теперь это экстратропические бури. В центральной части Атлантического океана такие бури подхватываются преобладающими юго-западными ветрами и полярным струйным течением и направляются в сторону Европы. При определенных условиях на пути экстратропических бурь может оказаться Великобритания, и результатом станет штормовая погода. В этом случае мы называем такую бурю экс-ураганом Х, где Х — изначальное название урагана.
Хоть мы и описали типичный вариант продвижения бурь и ураганов, ситуация в атмосфере на самом деле куда сложнее. И в этом одна из прелестей метеорологии: нет двух полностью одинаковых погодных систем или ситуаций.
Во-первых, не все ураганы берут начало в районе островов Зеленого мыса. Часть из них зарождается над Карибским морем, другие начинают существование у прибрежных вод Центральной Америки в виде гроз, а затем движутся на север через Мексиканский залив и по дороге развиваются в бури и ураганы. Во-вторых, в зависимости от положения и силы субтропического антициклона некоторые бури и ураганы, начинающиеся в восточной части Атлантического океана, даже не доходят до середины океана, а направляются на север, как это произошло с ураганом «Офелия».
[1] Австралазия — регион, включающий в себя Австралию, Новую Гвинею, Новую Зеландию и прилегающие к ним острова Тихого океана. — Прим. пер.
